UNIVERSIDAD AUTÓNOMA “GABRIEL RENE MORENO”

FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGÍA

CARRERA: INGENIERÍA QUÍMICA

INFORME PRÁCTICA INDUSTRIAL

CERABOL LTDA.

DOCENTE : ING. MIGUEL ESCOBAR SANDOVAL

MATERIA : PRÁCTICA INDUSTRIAL SUPERVISADA

SIGLA : PRQ-226

SEMESTRE : I-2015

UNIVERISTARIO : RUBÉN ALDO CHÁVEZ FLORES

REGISTRO : 210055138

SANTA CRUZ – BOLIVIA

INDICE GENERAL

Pág.

I. DATOS GENERALES ......................................................................................... 1

1.1. Antecedentes .......................................................................................................... 1

1.2 Localización de planta............................................................................................ 2

1.3 Descripción general ................................................................................................ 3

1.4 Características de la planta ..................................................................................... 4

1.4.1 Rubro ...................................................................................................................... 4

1.4.2. Mision .................................................................................................................... 5

1.4.3. Vision ..................................................................................................................... 5

1.4.4. Valores ................................................................................................................... 5

II. IDENTIFICACION Y DESCRIPCION DE LOS SERVICIOS

AUXILIARES ....................................................................................................... 6

2.1. Servicio de agua ..................................................................................................... 6

2.1.1. Tratamiento de agua ............................................................................................... 8

2.1.1.1 Filtración………………………………………………………………...…….….8

2.1.1.2 Ablandamiento por Intercambio iónico……………………………...……….....11

2.1.2. Agua de enfriamiento ........................................................................................... 19

2.1.2.1 Torre de enfriamiento ........................................................................................... 20

2.1.2.2 Principios basicos de funcionamiento .................................................................. 22

2.1.2.3 Principales problemas en el sistema de enfriamiento…...…………………...….25

2.1.3 Bombas de circulacion de agua ............................................................................ 26

2.2. Servicio de energia electrica ................................................................................ 27

2.3. Servicio de combustible ....................................................................................... 29

2.4. Servicio de aire comprimido ................................................................................ 31

III. IDENTIFICACION Y DESCRIPCION DE LABORATORIOS .................. 36

3.1 Análisis de rutina.................................................................................................. 36

3.1.1 Analisis de la materia prima ................................................................................. 36

3.1.2 Control al proceso de produccion ........................................................................ 39

3.1.2.1 Controles sobre la barbotina................................................................................. 39

3.1.2.2 Control sobre el polvo atomizado ........................................................................ 41

3.1.2.3 Control en la seccion de la prensa ........................................................................ 42

3.1.2.4 Control en la seccion del secadero ....................................................................... 45

3.1.2.5 Control a la linea de esmaltado ............................................................................ 46

3.1.3 Control sobre el producto terminado.................................................................... 47

3.2. Analisis de agua ................................................................................................... 52

3.3. Analisis especial….. ............................................................................................. 53

IV. IDENTIFICACION Y DESCRIPCION DE LAS OPERACIONES

UNITARIAS EN LOS DIFERENTES PROCESOS DE LA PLANTA

4.1 Recepción y almacenamiento de materia prima ................................................... 57

4.1.1 Arcillas utilizadas en Cerabol y procedencia……...…………….……...............57

4.1.2 Engobes y esmaltes ………………………...……...…………….……...............59

4.1.3 Insumos……………………………………..……...…………….……...............59

4.2 Dosificación, selección y pre limpieza................................................................. 61

4.3 Molturacion .......................................................................................................... 62

4.3.1 Principios basicos de funcionamiento .................................................................. 63

4.3.2 Composicion de la barbotina ................................................................................ 66

4.3.3 Parametros y controles de produccion en la seccion de molienda ....................... 67

4.4 Almacenamiento y tamizado de la barbotina ....................................................... 68

4.5 Atomización ......................................................................................................... 69

4.5.1 Principios de funcionamiento ............................................................................... 70

4.5.2 Ciclo de atomizacion ............................................................................................ 71

4.5.3 Parametros del proceso de atomizacion ............................................................... 73

4.6 Transporte de los silos a la tolva de la prensa ...................................................... 74

4.7 Prensado ............................................................................................................... 74

4.7.1 Prensa hidraulica .................................................................................................. 74

4.7.2 Principios basicos de funcionamiento .................................................................. 75

4.7.3 Ciclo del prensado ................................................................................................ 76

4.7.4 Variables de la fase de prensado .......................................................................... 77

4.8 Secado .................................................................................................................. 77

4.8.1 Secaderos verticales ............................................................................................. 78

4.8.2 Principios basicos de funcionamiento .................................................................. 79

4.8.3 Parametros de control a la entrada y salida del secadero ..................................... 81

4.9 Esmaltado ............................................................................................................. 82

4.9.1 Preparacion de esmaltes ....................................................................................... 82

4.9.2 Línea de esmaltación ............................................................................................ 83

4.10 Transporte de piezas a los box ............................................................................. 88

4.11. Coccion ............................................................................................................... 89

4.11.1 Principios basicos de funcionamiento .................................................................. 91

4.12 Clasificacion y empaquetado ............................................................................... 94

4.13 Almacenamiento del producto terminado ............................................................ 95

V. ALMACENAMIENTO ...................................................................................... 96

5.1 Sistema de almacenamiento ................................................................................. 96

VI. RECALCULO DE EQUIPOS………………………..………….………….…97

6.1 Balance de materia ............................................................................................... 98

6.1.1 Balance en los molinos ........................................................................................ 98

6.1.2 Balance en los agitadores 1 y 2 ........................................................................... 99

6.1.3 Balance en el agitador 3 ..................................................................................... 100

6.1.4 Balance en el atomizador ................................................................................... 101

6.1.5 Balance en los silos ............................................................................................ 102

6.1.6 Balance en la prensa ........................................................................................... 102

6.1.7 Balance en el secadero ....................................................................................... 104

6.1.8 Balance en la línea de esmaltación..................................................................... 104

6.1.9 Balance en el horno ............................................................................................ 105

6.2 Balance de energía ............................................................................................. 106

6.2.1 Balance de energía en el atomizador ................................................................. .107

VII MEDIO AMBIENTE Y SEGURIDAD……………………..….……….......112

7.1 Residuos solidos ................................................................................................. 112

7.1.1 Residuos metalicos ............................................................................................. 112

7.1.2 Residuos de plasticos ......................................................................................... 112

7.1.3 Residuos de carton y madera.............................................................................. 112

7.1.4 Piezas con defectos y usadas en laboratorio ...................................................... 113

7.2 Residuos liquidos ............................................................................................... 113

7.2.1 Aguas residuales(tamizador ,atomizador y limpieza) ........................................ 114

7.2.2 Aguas residuales de la linea de esmaltado ......................................................... 114

7.3 Residuos gaseosos .............................................................................................. 114

7.4 Emisiones acusticas……...………...……………………………………….….114

VIII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……..……….......…….…....115

8.1 Conclusiones y recomendaciones generales ...................................................... 115

8.2 Conclusiones y recomendacionesespecificas ..................................................... 116

IX. BIBLIOGRAFIA .............................................................................................. 116

X. ANEXOS…….….…….…..…...........................................................................117

INDICE DE TABLAS

Tabla 2.1 Características principales de la torre de enfriamiento……..….………....21

Tabla 2.2 Distribución de caídas de presión en instalación de tuberías fijas……......32

Tabla 3.1 Análisis de humedad en las arcillas……...…………………..…………...38

Tabla 3.2 Parámetros de residuo de la materia prima………………..………..….....38

Tabla 3.3 Parámetros de la vasca 3…………………………………..………..….....41

Tabla 3.4 Análisis del polvo atomizado………………………...…..…………..…...42

Tabla 3.5 Análisis de las piezas a la salida de la prensa.…...……..………...…....... 45

Tabla 3.6 Análisis de las piezas a la salida del secadero.………….…..……............46

Tabla 3.7 Análisis y parámetros de humedad a la salida del secadero....……….…..46

Tabla 3.8 Control a la línea de esmaltado……….…………………..………..……..47

Tabla 3.9 Control al producto terminado………..…………………..………..……..51

Tabla 4.1. Carga molino de barbotina…………...……………...................................66

Tabla 5.1. Descripción de los depósitos de almacenamiento…………………...........84

Tabla 10.1. Especificaciones técnicas de cerámica esmaltada en Cerabol Ltda..........117

Tabla 10.2. Especificaciones técnicas de cerámica roja en Cerabol Ltda.…...............117

Tabla 10.3 Especificaciones técnicas de abrasión superficial...…………………......118

INDICE DE FIGURAS

Pág.

Figura 1.1. Vista satelital de Cerabol Ltda. ..................................................................... 3

Figura 1.2. Fachada de las oficinas administrativas Cerabol........................................... 3

Figura 1.3. Baldosas de cerámica..................................................................................... 4

Figura 2.1. Diagrama de flujo del servicio de agua ......................................................... 7

Figura 2.2. Lecho de filtración de partículas sólidas ....................................................... 9

Figura 2.3. Pérdida de carga a través de un filtro ............................................................ 9

Figura 2.4. Calcio en suspensión en el agua y resinas cargadas de iones sodio ............ 12

Figura 2.5. Intercambio de iones en la resina ................................................................ 13

Figura 2.6. Proceso de ablandamiento de agua y regeneración de la resina .................. 13

Figura 2.7. Diagrama de flujo del sistema de tratamiento de agua ................................ 15

Figura 2.8. Sistema de regeneración para el ablandador Nº1 ........................................ 16

Figura 2.9. Sistema de retrolavado para el ablandador Nº1........................................... 17

Figura 2.10. Sistema del ablandador Nº1 en servicio ..................................................... 18

Figura 2.11. Ablandadores de agua Cerabol Ltda ........................................................... 19

Figura 2.12. Sistema de enfriamiento de agua ................................................................ 20

Figura 2.13. Torre de enfriamiento “DZ” Cerabol Ltda ................................................. 21

Figura 2.14. Torre de flujo a contracorriente y tiro forzado ........................................... 22

Figura 2.15. Componentes principales de una torre de enfriamiento ............................. 25

Figura 2.16. Servicio de energía eléctrica..…..…………………..…………...….....….28

Figura 2.17. Servicio de combustible…………….…………………...…...…..……….30

Figura 2.18. Servicio de aire comprimido ...................................................................... 35

Figura 3.1. Termo balanza ............................................................................................. 37

Figura 3.2. Agitador de laboratorio ............................................................................... 39

Figura 3.3. Lámpara infrarroja ....................................................................................... 39

Figura 3.4. Picnómetro .................................................................................................. 40

Figura 3.5. Viscosímetro................................................................................................ 40

Figura 3.6. Tamizadora .................................................................................................. 42

Figura 3.7. Penetrómetro Cerabol Ltda ......................................................................... 43

Figura 3.8. Micrómetro Cerabol Ltda ............................................................................ 44

Figura 3.9. Balanza electrónica Cerabol Ltda ............................................................... 44

Figura 3.10. Calibrador Cerabol Ltda ............................................................................. 46

Figura 3.11. Superficie plana para la prueba de lunetas Cerabol Ltda ........................... 49

Figura 3.12. Crometro Cerabol Ltda ............................................................................... 50

Figura 3.13. Abrasimetro Cerabol Ltda .......................................................................... 54

Figura 4.1. Diagrama de bloques del proceso de producción de cerámica ................... 55

Figura 4.2. Diagrama de flujo del proceso de producción de cerámica ....................... 56

Figura 4.3 Arcilla chaco Samaipata, arcilla alto residuo y arcilla bajo residuo ........... 58

Figura 4.4. Arena del plan 3000 ................................................................................... 58

Figura 4.5. Arcilla recuperada…................................................................................... 59

Figura 4.6. Diagramas de recepción y almacenamiento de materia prima ................... 60

Figura 4.7. Balanza digital para el pesado de materia prima……………..……..……61

Figura 4.8. Molino de bolas………..………...………………………..…....................63

Figura 4.9. Esquema de operación de un molino de bolas…...………………….........64

Figura 4.10. Molino de bolas en Cerabol Ltda………..…………….….........................66

Figura 4.11. Vascas de almacenamiento de barbotina y tamices vibratorios ................. 69

Figura 4.12. Atomizador Cerabol Ltda ........................................................................... 71

Figura 4.13. Partes de un atomizador .............................................................................. 72

Figura 4.14. Esquema de un atomizador ......................................................................... 72

Figura 4.15. Prensa hidráulica ........................................................................................ 75

Figura 4.16. Secadero vertical......................................................................................... 79

Figura 4.17. Esquema de circulación de aire .................................................................. 81

Figura 4.18. Tanques de almacenamiento de esmalte y engobe ..................................... 83

Figura 4.19. Campana de esmaltación ............................................................................ 85

Figura 4.20. Cabina a discos ........................................................................................... 85

Figura 4.21. Cepilladora.................................................................................................. 87

Figura 4.22. Maquina serigrafíca .................................................................................... 88

Figura 4.23. Box de almacenamiento temporal de piezas............................................... 89

Figura 4.24. Horno industrial .......................................................................................... 91

Figura 4.25. Selección y empaquetado de producto terminado ...................................... 95

Figura 4.26. Almacén de producto terminado................................................................. 95

Figura 6.1. Diagrama del proceso de producción de cerámica esmaltada 30x30 ......... 97

Figura 6.2. Perfil de temperatura del atomizador........................................................ 106

Figura7.1. Diagrama de las emisiones que genera la planta ...................................... 111

Figura 7.2. Tachos de residuos de plástico, cartón y residuos biodegradables…. ...... 113

Figura 7.3. Depósito de piezas con defectos y otro tipo de residuos .......................... 113

NOMENCLATURA

Simbología Significado Unidades

MB = Masa de la barbotina [Kg]

xi = Fracción másica de solidos

secos en la corriente i [

Kg − solido seco

kg − solido humedo]

yi = Fracción másica de agua en la

corriente i [

Kg − agua

kg − solido humedo]

TA = Tiempo de atomización [h]

Fp = Flujo de alimentación a la

prensa hidráulica [

Kg

min]

PS = Flujo de agua removida en el

secador [Kg − agua

min]

Pp = Flujo de perdida en el

prensado [Kg solido

min]

Mt = Cantidad de alimentación al

atomizador

[Kg]

s = Porcentaje del material seco en

la barbotina [Kg − material seco

Kg − barbotina]

PD = Producción diaria [m2

d]

A,B,C,D,E,F = Cantidad másica [Kg]

θ = Ciclo de Prensa [ciclos

min]

Q = Consumo especifico medio de

energía por litro de agua

evaporada

[Kcal

l]

M,N,O,P

R,S,T,U

= Flujos de másicos [

Kg

min]

P1 = Caudal de agua a evaporaren el

horno [

l

min]

Uc = Cantidad de solidos secos en la

barbotina [Kg − solidos secos

Kg − barbotina]

Up = Cantidad de agua contenida en

la barbotina [

Kg − agua

Kg − barbotina]

QS = Cantidad de polvo seco

producido [Kg

h]

CEC = Consumo especifico de

combustible [

Kg − gas

Kg − polvo atomizado]

C = Flujo másico de gas [Kg

h]

PC = Poder calorífico del gas [Kcal

Kg]

QC = Calor que genera el

combustible [

Kcal

Kg − polvo atomizado]